專利名稱：：一種環(huán)保節(jié)能型混凝土抗凍劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明主要涉及一種用于提高混凝土抗凍性的抗凍劑，特別是一種以廢舊橡膠粉為主要成分的混凝土抗凍劑，屬建筑材料
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：廢舊橡膠主要來源于廢輪胎、廢膠鞋、廢膠管以及膠帶等橡膠制品，其次來源于橡膠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的邊角料及廢品，屬于工業(yè)固體廢料。廢橡膠屬于熱固性聚合物材料，自然條件下很難降解。若露天存放，不僅占用土地、惡化自然環(huán)境、破壞植物生長(zhǎng)，而且經(jīng)過日曬雨淋后極易滋生蚊蟲、傳播疾病、危及生態(tài)環(huán)境。目前，全世界廢舊橡膠的年產(chǎn)量約2000萬噸，我國廢舊橡膠的年產(chǎn)量估計(jì)己達(dá)150萬噸，其中汽車輪胎全世界年報(bào)廢量有IO億條以上，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國2002年廢舊輪胎達(dá)到8000萬條，2005年達(dá)到1.12億條。隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，我國廢舊輪胎的產(chǎn)生量也以每年兩位數(shù)的速度增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2010年廢舊橡膠的年產(chǎn)量將達(dá)到2億條。如此大量的廢橡膠帶來很大的環(huán)境壓力，因而廢舊輪胎的處理已迫在眉睫。由于再生膠在生產(chǎn)過程中容易產(chǎn)生二次污染，生產(chǎn)橡膠粉已成為廢舊橡膠回收利用的主要途徑。另外，我國生膠資源相對(duì)緊缺，幾乎生膠年消費(fèi)量的45%需要進(jìn)口。因此，開展廢橡膠粉的綜合利用，對(duì)保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。自19世紀(jì)20年代波特蘭水泥問世以來，混凝土材料及其應(yīng)用技術(shù)不斷得到發(fā)展?；炷连F(xiàn)己成為現(xiàn)代土木工程中用量最大、用途最廣的建筑材料。如果能根據(jù)使用環(huán)境對(duì)混凝土正確地設(shè)計(jì)，同時(shí)按要求進(jìn)行施工和養(yǎng)護(hù)，混凝土將是一種很耐久的結(jié)構(gòu)材料，其使用壽命可達(dá)百年甚至更久。然而，凍融循環(huán)作用是世界寒冷地區(qū)，特別是嚴(yán)寒地區(qū)混凝土破壞的主要原因之一，大多發(fā)生在大壩、道路、水池、發(fā)電站冷卻塔等與水接觸的建筑物。過去由于對(duì)混凝土凍融破壞問題重視不夠，國內(nèi)外都出現(xiàn)了相當(dāng)多的混凝土結(jié)構(gòu)因受凍融循環(huán)作用而過早破壞的實(shí)例。隨著混凝土技術(shù)的不斷發(fā)展，人們通過研究發(fā)現(xiàn)，在混凝土中摻入引氣劑可有效改善混凝土的抗凍性。目前，用于提高混凝土抗凍性的引氣劑類型主要有木質(zhì)樹脂鹽類、松香早和松香熱聚物、皂素類和烷基芳基磺酸鹽類。上述引氣型抗凍劑雖然可有效提高混凝土的抗凍性，但它們引入的微小氣泡在攪拌、運(yùn)輸和澆筑的過程中均不可避免地會(huì)出現(xiàn)損失，即通常所說的含氣量損傷問題。含氣量損失問題使得硬化后混凝土的真實(shí)含氣量難以設(shè)計(jì)或控制，混凝土的真實(shí)含氣量過高，會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度；含氣量過低，難以達(dá)到預(yù)期的抗凍性。綜上所述，一方面廢橡膠給我們帶來了嚴(yán)重的環(huán)境壓力和資源浪費(fèi)，另一方面，北方寒冷地區(qū)的水泥混凝土面臨著嚴(yán)重的凍融破壞問題。因此，如果能用橡膠粉來解決混凝土的凍融破壞問題，不但保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源，而且能提高我國寒冷地區(qū)混凝土的抗凍性，具有重要的環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是廢橡膠所造成的環(huán)境污染問題、混凝土的凍融破壞問題以及在混凝土中添加引氣型抗凍劑所產(chǎn)生含氣量損失問題。按照現(xiàn)有的混凝土凍害理論，在混凝土處于冰點(diǎn)以下時(shí)，首先是靠近表面的孔隙中的游離水分開始結(jié)冰，發(fā)生9%左右的體積膨脹。在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生了凍脹應(yīng)力，從而使未凍結(jié)的水分受壓后向混凝土內(nèi)部遷移。當(dāng)遷移受約束時(shí)就產(chǎn)生了靜水壓力，反復(fù)的靜水壓力使混凝土內(nèi)部薄弱部分的微裂縫逐漸擴(kuò)展、連通直至破壞?；炷林袚饺胍龤鈩┖?，由于引入大量微細(xì)氣泡，均勻分布在混凝土內(nèi)部，就可以容納自由水分的遷移，從而大大地緩和了靜水壓力，這就可以顯著地提高混凝土承受反復(fù)凍融循環(huán)的能力。申請(qǐng)人通過研究發(fā)現(xiàn)，橡膠是高分子彈性體，將橡膠粉摻入混凝土中同樣可緩和靜水壓力，改善混凝土的抗凍性，且橡膠粉作為抗凍劑不存在引氣型抗凍劑的含氣量損失問題。根據(jù)混凝土的凍融破壞機(jī)理可知，水是混凝土產(chǎn)生凍融破壞的必要條件之一。因此，提高混凝土的抗?jié)B性，阻止水分進(jìn)入混凝土內(nèi)部也是提高混凝土抗凍性的重要措施之一。已有研究表明，混凝土在承受荷載或外應(yīng)力之前，由于化學(xué)收縮、干燥收縮、碳化、水化產(chǎn)物的再結(jié)晶以及漿體與集料熱膨脹系數(shù)之間的差別等作用，混凝土內(nèi)部彌散著大量隨機(jī)分布的微裂紋或孔洞，這些微裂紋或孔洞為水分滲入混凝土內(nèi)部提供了通道。因此，降低混凝土的收縮，減少混凝土內(nèi)部微裂紋的數(shù)量對(duì)提高混凝土的抗凍性也很關(guān)鍵。目前降低混凝土收縮的有效措施是在混凝土中摻入膨脹劑。申請(qǐng)人經(jīng)過研究，有以下發(fā)現(xiàn)硬石膏與明礬石粉按一定比例復(fù)配具有補(bǔ)償混凝土早期收縮的作用，但其膨脹行為主要產(chǎn)生在28d以前，對(duì)混凝土后期(28d齡期以后)收縮的補(bǔ)償作用不明顯。而MgO也可作為混凝土的膨脹劑，其對(duì)混凝土收縮的補(bǔ)償作用主要在體現(xiàn)在28d以后，與硬石膏與明礬石粉的膨脹作用具有互補(bǔ)性。基于上述研究和發(fā)現(xiàn)，為解決前述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明采用橡膠粉為主要原材料，與硬石膏、明礬石粉、MgO及減水劑進(jìn)行復(fù)配，制成一種環(huán)保節(jié)能型混凝土抗凍劑，既解決廢橡膠的環(huán)境污染問題，又解決混凝土的凍融破壞問題，同時(shí)還可避免引氣型抗凍劑的含氣量損失問題。本發(fā)明由下列組分按質(zhì)量份數(shù)制備而成橡膠粉100份；減水劑2-10份；氧化鎂10-40份；明礬石粉10-40份；硬石膏5-30份。本發(fā)明所述橡膠粉由廢舊橡膠加工而成，其細(xì)度》80目；本發(fā)明所述減水劑是粉劑，可以是木質(zhì)素磺酸鹽、萘磺酸鹽甲醛高級(jí)縮合物、氨基磺磺酸鹽或聚羧酸系，減水率>20%，其主要作用是改善混凝土的拌合物性能，消除橡膠粉對(duì)混凝土的施工性能的影響。本發(fā)明所述氧化鎂應(yīng)滿足如下要求MgO》85%，CaO《3.0%，燒失量《4.0%，含水率《3.0%，堿含量《0.6%，氯離子含量《0.1%，0.08mm篩篩余〈8。/0。本發(fā)明所述明礬石粉八1203含量>16%，0.08mm篩篩余〈8。/0，含水率<3%。本發(fā)明所述硬石膏中S03含量〉500/。。將上述組份按比例均勻混合即可制得本發(fā)明，本發(fā)明的主要性能特點(diǎn)為(1)將本發(fā)明按水泥質(zhì)量的10%~25%摻入混凝土中，能明顯提高混凝土的抗凍性；(2)由于橡膠粉在攪拌、運(yùn)輸和澆筑的過程中體積不會(huì)發(fā)生變化，因而克服了引氣劑含氣量損失問題對(duì)混凝土性能不利的影響；(3)由于本發(fā)明充分利用固體廢棄物一_橡膠粉，具有環(huán)保節(jié)能的特點(diǎn)。具體實(shí)施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于以下實(shí)施例，見表l。表1實(shí)施例配合比<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>將上述各實(shí)施例制得的抗凍劑按水泥質(zhì)量的10%~25%外摻入混凝土(配合比見表2)中均可改善混凝土的抗凍性，按標(biāo)準(zhǔn)GBJ80-85、GBJ82-85檢測(cè)了用上述實(shí)施例制備的混凝土的拌合物性能、強(qiáng)度和抗凍性，結(jié)果見表3。表2混凝土配合比<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>從表3可以看出，本發(fā)明制得的抗凍劑能顯著提高混凝土的抗凍性，且對(duì)混凝土的坍落度無明顯影響。本發(fā)明摻量越高，混凝土的抗凍性越好，容重越小，強(qiáng)度越低。用本發(fā)明制備的混凝土能滿足大多數(shù)寒冷地區(qū)的抗凍性要求。權(quán)利要求1、一種環(huán)保節(jié)能型混凝土抗凍劑，其特征在于由下列組分按質(zhì)量份數(shù)比配制而成橡膠粉100份、減水劑2-10份、氧化鎂10-40份、明礬石粉10-40份、硬石膏5-30份。2、如權(quán)利要求l所述的環(huán)保節(jié)能型混凝土抗凍劑，其特征在于所述橡膠粉由廢舊橡膠加工而成，其細(xì)度》80目。3、如權(quán)利要求1所述的環(huán)保節(jié)能型混凝土抗凍劑，其特征在于本發(fā)明所述減水劑是粉劑，選自木質(zhì)素磺酸鹽、萘磺酸鹽甲醛高級(jí)縮合物、氨基磺磺酸鹽或聚羧酸系，減水率>20%。4、如權(quán)利要求1所述的環(huán)保節(jié)能型混凝土抗凍劑，其特征在于所述氧化鎂應(yīng)滿足如下要求MgO》85%，CaO《3.0%,燒失量《4.0%，含水率《3.0%,堿含量《0.6%，氯離子含量《0.1°/0，0.08mm篩篩余<8%。5、如權(quán)利要求1所述的環(huán)保節(jié)能型混凝土抗凍劑,其特征在于所述明礬石粉中八1203含量〉16%，0.08mm篩篩余〈815/。，含水率〈3。/。。6、如權(quán)利要求l所述的環(huán)保節(jié)能型混凝土抗凍劑，其特征在于所述硬石膏中503含量>50%。7、權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述環(huán)保節(jié)能型混凝土抗凍劑，其特征在于其在混凝土中摻量為水泥質(zhì)量10°/。~25%。全文摘要本發(fā)明涉及一種環(huán)保節(jié)能型混凝土抗凍劑，由下列組分按質(zhì)量份數(shù)比配制而成橡膠粉100份、減水劑2-10份、氧化鎂10-40份、明礬石粉10-40份、硬石膏5-30份。本發(fā)明充分利用固體廢棄物——橡膠粉，具有環(huán)保節(jié)能的特點(diǎn)。而且，橡膠粉在攪拌、運(yùn)輸和澆筑的過程中體積不會(huì)發(fā)生變化，因而克服了引氣劑含氣量損失問題對(duì)混凝土性能不利的影響。將本發(fā)明按水泥質(zhì)量的10％～25％摻入混凝土中，能明顯提高混凝土的抗凍性。文檔編號(hào)C04B24/24GK101172807SQ20071013346公開日2008年5月7日申請(qǐng)日期2007年9月30日優(yōu)先權(quán)日2007年9月30日發(fā)明者赟萬,劉加平,葉義群,周偉玲,洪錦祥,繆昌文申請(qǐng)人:江蘇博特新材料有限公司